精密焊接技术：激光软钎焊在电子工业的创新应用

1. 概述

随着电子工业的发展，电子产品逐渐向体积微型化、结构复杂化、功能集成化方向发展，这一趋势不但增加了电子产品的加工焊接难度，而且对加工焊接可靠性的要求也越来越高。在寻求解决方法时，发现激光软钎焊技术可以很好的解决这一难题：在减轻加工焊接难度的同时也提高其可靠性。

激光软钎焊技术具有其它加工方法不可比拟的优点：诸如非接触式加热，对点焊头材料及形状无要求，且无需经常更换，维护方便；局部加热，激光束能够精确定位于待钎焊部位，热影响区小，局部限制的热输入避免了对周围材料的热损伤，尤其是热敏感元件；灵活且易于实现自动化，可实现常规方式不易施焊部位焊接或多工位连续焊接，且通过软件编程可实时控制激光软钎焊设备，可实现焊接流程全自动化的目标，生产效率高；重复操作稳定性好，钎剂对焊接工具污染小，且激光照射时间和输出功率易于控制，焊接成品率高，重复性好；工艺参数精确可控，针对不同材料的元器件，选择合适的激光波长，可通过控制工艺参数以获得均匀的焊点质量，焊点可靠性高；基板材料温度上升相对较小，减小了机械应力，且钎料的快速熔化和冷却可以产生微细的焊点微观组织，提高焊点的抗疲劳寿命；可配备 CCD 监视器，对位准确，有效避免了虚焊、漏焊、短路等焊接缺陷。

2 激光软钎焊工艺介绍

激光软钎焊是以激光束为加热热源，辅助加热电子器件的引脚、无引线器件的焊盘，甚至直接加热焊膏/焊球/锡丝,通过传热或者直接加热的方式使钎料呈现熔融的状态，熔融的钎料在表面张力和重力的作用下，在焊盘、引线、器件端面等金属之间由于元素的扩散形成金属间化合物层，从而达到冶金连接作用。

按钎料形态来分，激光软钎焊技术工艺包括：激光锡球焊、激光锡丝焊、激光锡膏焊等。

以高速导线焊接为例，激光锡球焊接工艺流程如图 1 所示。

激光焊接过程耗时极短。其中从过程 3 开始到过程 9 焊接完成，整个加热、熔滴过程仅需 0.2 s；由于焊点形成速度快，能减少或消除金属间化合物，有利于形成高韧性低脆性焊点；并且把热量集中到焊接部位进行局部加热，对器件本身、PCB 和相邻器件影响很小，从而提高了高速导线的长期可靠性。由于整个焊接过程不使用助焊剂，从而减少了对产品的腐蚀作用，提高了焊点可靠性，最大限度的保证产品寿命,对军工和航天类产品意义重大；焊接过程用时少，在工业生产中带表着高效率。

激光软钎焊焊接过程温度可控。对焊接过程中温度的控制，使得一些传统焊接工艺不可焊的热敏感材料的焊接成为可能。此外对焊接过程温度的控制，可以减少焊接中的灼伤，起球等不良现象。

由图 2（左）可见，锡球焊接的激光光斑形态是可设计的。如图 2（右）所示产品 Pin 针较长，圆形光斑会对 Pin 针加热，造成 Pin 针灼伤，同时造成 Pin 针周围焊接区域的焊接能量不足。针对该产品特点，设计出环形光斑，只对 Pin 针周围焊接区域加热，不再对中心的 Pin 针部位加热。

同时，激光锡球焊接可做到精准控制。可选择焊锡球直径从 0.9 mm 到 0.1 mm，最小焊点间距可达 0.1 mm，焊接精度最高达 0.01 mm。如下图所示为某产品焊后图片，该产品的稳定焊接体现了，激光锡球焊接工艺的温度控制能力，激光锡球焊接工艺高精度的特点。

3 技术实施的挑战与解决方案

尽管激光软钎焊技术具有显著优势，但在实际应用中也面临设备成本、操作复杂性等挑战。大研智造提供全面的客户服务和技术支持，确保客户能够充分利用激光焊锡机的潜力。我们的服务包括：

1. 成本效益：通过自主技术创新和优化设计，集研发生产销售服务为一体的大研智造可有效降低了激光焊接设备的采购、运行和维护成本，能够显著降低生产成本，提高产品市场竞争力。

2. 定制解决方案：大研智造提供定制化的激光锡焊解决方案，根据客户的具体应用场景进行个性化设计，确保焊接技术与客户需求的完美匹配。

3. 专业技术支持：大研智造拥有一支由焊接领域专家组成的技术团队，为客户提供全方位的技术支持和服务，确保客户能够充分利用激光锡焊技术的潜力 。

4总结

激光软钎焊拥有精密，精准，精细，高效，可控，可靠的特点，随着电子产品的发展，激光软钎焊展现出传统焊接所不具备的优势：能适应电子产品越来越小，线路越来越密集的发展趋势；能与大规模的工业生产相适应，实现自动化生产，提高工业生产效率；并能跟实时温度测控系统，焊点质量监控系统，振镜扫描与分光系统，PCB 板焊盘自动搜索校正系统等功能结合，实现工业智能化生产。

本文由大研智造撰写，专注于提供智能制造精密焊接领域的最新技术资讯和深度分析。大研智造是集研发生产销售服务为一体的激光焊锡机技术厂家，拥有20年+的行业经验。想要了解更多关于激光焊锡机在智能制造精密焊接领域中的应用，或是有特定的技术需求，请通过大研智造官网与我们联系。欢迎来我司参观、试机、免费打样。